什麼時候CopyOnWriteArraySet對實現線程安全的HashSet有用？

Question

Java有線程安全版本HashMap，命名爲ConcurrentHashMap，線程安全版本TreeMap命名爲ConcurrentSkipListMap，但HashSet沒有ConcurrentHashSet。

相反，通常有4種方式使用線程安全Set：

1. Set<String> mySet = Collections.newSetFromMap(new ConcurrentHashMap<String, Boolean>());
2. Set<String> s = Collections.synchronizedSet(new HashSet<String>());
3. ConcurrentSkipListSet<E>
4. CopyOnWriteArraySet<E>

1使用ConcurrentHashMapkeySet()實現均爲Set和線程安全。

2使用​​的方式，似乎不推薦這種方式。

3是基於ConcurrentSkipListMap而被廣泛使用。

4基於CopyOnWriteArrayList，因此它具有相同的基本屬性CopyOnWriteArrayList。以下是選擇從CopyOnWriteArraySet DOC：http://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/util/concurrent/CopyOnWriteArraySet.html

• 它是最適合於中集大小一般留 小，只讀操作遠多於可變操作應用程序，並 你需要防止遍歷期間線程間的干擾。
• 它是線程安全的。
• 突變操作（添加，設置，刪除等）很昂貴，因爲它們通常需要複製整個底層陣列。
• 迭代器不支持可變刪除操作。
• 通過迭代器遍歷很快，不會受到來自其他線程的干擾。
• 迭代器構建時，迭代器依賴於數組的不變快照。

由於1和3是常用的，爲什麼CopyOnWriteArraySet存在？ CopyOnWriteArraySet何時有用？

補充：CopyOnWriteArraySet基於CopyOnWriteArrayList，並在List數據結構contains操作是O（n），而Set數據結構是高性能contains操作，可能有人解釋一下嗎？

Answer 1

當您有一個線程安全集合的一小組元素時，它非常有用。

一個例子是一組聽衆。您需要確保唯一性並有效地對它們進行迭代。

BTW CopyOnWriteArraySet具有每個參考基礎上的最低開銷。它可能只有其他館藏的1/6。如果你有很多它們，這是特別有用的。

while set data structure for high performance contains operation，有誰能解釋這個嗎？

COWAS在內存方面效率更高，contains比其他方案更快。什麼是「高性能」取決於用例。

Answer 2

寫入時複製結構在功能不變。

的Java在一個點有一個非常可憐的故事，以提供諸如集上寫的結構不變的看法。例如，如果你有一個成員，並且你公開地返回它，調用者可以轉過來編輯它，因此編輯你的對象的內部狀態！但你還能做什麼，在從任何公共職能返回之前複製整個事情？這將是毫無意義的緩慢。

這是Java歷史上較早的故事。他們幾乎完全依賴於不可變的對象（字符串是一個例子）。集合是這種模式的一個例外，因此從封裝的角度來看是有問題的。當加入CopyOnWriteArraySet，unmodifiableCollection和unmodifiableSet還不存在（雖然unmodifiableCollection在很大程度上解決了這個問題，我仍然覺得它比其他語言提供了一個更麻煩的解決方案，使用自定義的數據結構，尤其是當）。所以這可能解釋了首先創建CopyOnWriteArraySet的最大動機。您可以返回CopyOnWriteArraySet，而不用擔心別人會修改對象的內部狀態，也不會浪費時間製作不必要的副本。

寫入時複製是一種時尚，幾年前，但它是多線程編程出了名的低效想法，比其他車型低效率。從你發佈的文檔中，他們通過創建線程本地快照來加快迭代，這意味着他們花費內存來彌補。所以只要你的數據很小就可以使用它，因爲內存快照不會浪費太多內存。

Answer 3

測試代碼：

Set<String> a = new CopyOnWriteArraySet<String>(); 
    for(int i=0;i<10;i++) { 
     a.add("str" + i); 
    } 
    boolean flag = true; 
    long t1 = System.currentTimeMillis(); 
    for(int i=0;i<200000;i++) { 
     flag = a.contains("str" + i); 
    } 
    System.out.println(System.currentTimeMillis() - t1); 

    Set<String> b = Collections.newSetFromMap(new ConcurrentHashMap<String, Boolean>()); 
    for(int i=0;i<10;i++) { 
     b.add("str" + i); 
    } 
    t1 = System.currentTimeMillis(); 
    for(int i=0;i<200000;i++) { 
     flag = b.contains("str" + i); 
    } 
    System.out.println(System.currentTimeMillis() - t1); 

可見CopyOnWriteArraySet比Collections.newSetFromMap慢。由於測試用例是一個非常小的Set，只讀操作，CopyOnWriteArraySet似乎並不更好。